(57)【要約】【課題】流路を流れる流体の流量を精度高く定流量化できるとともに、定流量化作用が経時的に劣化することがなく、また１次側の圧力が最大まで高まった場合であっても流動停止させてしまわずに、最小流量での流体の流動を確保することのできる定流量弁を安価に提供する。【解決手段】定流量弁１６を、下流側に固定される硬質の固定弁体１８と、上流側に前進及び後退移動可能に配置された硬質の可動弁体２０と、それらの間に介装されて可動弁体２０を後退方向に弾発するスプリング２２と、可動弁体２０の前進移動によって開口面積を変化させる絞り孔２４とを設けて構成する。また可動弁体２０には、可動弁体２０の一定量以上の前進移動を規制して絞り孔２４の最小開口面積を確保するストッパ２３を設けておく。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を流れる流体の流量を定流量化する定流量弁であって、
(イ)流路の下流側に固定される固定弁体と、
(ロ)該固定弁体の上流側に該固定弁体に向けて前進及び後退移動可能に配置された可動弁体と、
(ハ)該可動弁体と前記固定弁体との間に介装され、該可動弁体を前記後退方向に弾発する非エラストマーから成るスプリングと、
(ニ)該可動弁体と固定弁体との重なり部の大小変化に伴って開口面積を変化させる絞り孔と、
が設けてあり、前記可動弁体に加わる１次側の流体の圧力による前進方向の力と、前記スプリングの弾発力に基づく後退方向の力とがバランスする位置に応じて前記絞り孔の開口面積を自動調節して流体流量を定流量化するようになしてあり、
且つ前記固定弁体と可動弁体とは何れも非エラストマーから成る硬質部材で構成してあるとともに、該固定弁体又は／及び可動弁体には該可動弁体の一定量以上の前進移動を規制して前記絞り孔の最小開口面積を確保するストッパが設けてあることを特徴とする定流量弁。
【請求項２】
請求項１において、前記固定弁体と可動弁体とは向きが逆向きをなす有底筒状に構成してあって、それぞれの筒壁において該固定弁体と可動弁体とが摺動可能に嵌合してあり、それら固定弁体と可動弁体との間に形成される内部の収容室に前記スプリングが収容してあることを特徴とする定流量弁。
【請求項３】
請求項２において、前記絞り孔は、前記可動弁体の筒壁及び／又は固定弁体の筒壁に設けてあることを特徴とする定流量弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流路を流れる流体の流量を定流量化する定流量弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流路を流れる流体の流量を定流量化する定流量弁が様々な個所に広く用いられている。
例えば便器に備えられた人体局部洗浄装置において、洗浄ノズルからの噴射水流を定流量化するために洗浄ノズルの上流側に定流量弁を設けたり、便器への洗浄水の給水路上に定流量弁を設けたり、或いは手洗用の吐水管の上流側に定流量弁を設けたりすることが行われている。
【０００３】
従来、この種定流量弁としてゴム（エラストマー）の弾性変形を利用して定流量化するものが公知である。
図６はその具体例を示している。
図６中（イ）に示す定流量弁２００は、有底筒状のケース２０２の底部に絞り孔２０４を形成するとともに、ケース２０２の内部にゴムから成るＯリング（弁体）２０６を収容保持し、１次側の流体の圧力によりＯリング２０６を圧縮変形させ、且つその圧力の大小に応じて圧縮変形量を異ならせることによって、絞り孔２０４の開口面積を自動調節し、絞り孔２０４を通過する流体の流量を定流量化するようになしたものである。
【０００４】
一方（ロ）に示す定流量弁２０８は、有底筒状の弁体２１０の筒壁下部の周方向複数個所に切欠形状の絞り孔２１２を形成し、１次側の流体の圧力により弁体２１０を板状のゴムパッキン２１４に押し付けて、弾性変形したゴムを絞り孔２１２内に入り込ませ、また圧力の大小に応じて絞り孔２１２に入り込むゴムの量を変化させることで、絞り孔２１２の開口面積を調節し、絞り孔２１２を通る流体の流量を定流量化するようになしたものである。
【０００５】
しかしながらこれらはゴムの変形ないし撓みを利用したものであるため、製造方法や製造ロットによるゴム硬度のばらつきが避けられず、またこれに伴って定流量化作用にばらつきを生じてしまう。
そのため定流量化性能の良好なものを選別して使用することが必要となり、このことが歩留りを悪化させて生産コストを高めてしまう。
【０００６】
その他にゴムの弾性変形を利用した上記の定流量弁の場合温度によってもゴム硬度が変化し易い他、ゴムが経時劣化を起してゴム硬度が変化してしまう問題があり、経時的に定流量化性能が当初の性能から変化してしまうといった困難且つ固有の問題も有している。
【０００７】
尚、他の定流量弁として下記特許文献１には、スリーブの内部に摺動可能に嵌合したピストンを軸方向に移動させ、スリーブに形成した流体通過孔の開口面積をピストンの移動により変化させ、流体の流量を定流量化するようになし、且つそれらスリーブとピストンとを硬質のセラミックで形成した点が開示されている。
しかしながらこのものはピストンが前進端まで移動したときに、流体通過孔の最小開口面積を確保できるようにしておらず、この点において本発明とは基本的に異なったものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６０−１２１３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は以上のような事情を背景とし、流路を流れる流体の流量を精度高く定流量化できるとともに、定流量化作用が経時的に劣化することがなく、また１次側流路の圧力が最大まで高まった場合においても止水をしてしまうことがなく、最小流量での流体の流動を確保することのできる定流量弁を安価に提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
而して請求項１のものは、流路を流れる流体の流量を定流量化する定流量弁であって、(イ)流路の下流側に固定される固定弁体と、(ロ)該固定弁体の上流側に該固定弁体に向けて前進及び後退移動可能に配置された可動弁体と、(ハ)該可動弁体と前記固定弁体との間に介装され、該可動弁体を前記後退方向に弾発する非エラストマーから成るスプリングと、(ニ)該可動弁体と固定弁体との重なり部の大小変化に伴って開口面積を変化させる絞り孔と、が設けてあり、前記可動弁体に加わる１次側の流体の圧力による前進方向の力と、前記スプリングの弾発力に基づく後退方向の力とがバランスする位置に応じて前記絞り孔の開口面積を自動調節して流体流量を定流量化するようになしてあり、且つ前記固定弁体と可動弁体とは何れも非エラストマーから成る硬質部材で構成してあるとともに、該固定弁体又は／及び可動弁体には該可動弁体の一定量以上の前進移動を規制して前記絞り孔の最小開口面積を確保するストッパが設けてあることを特徴とする。
【００１１】
請求項２のものは、請求項１において、前記固定弁体と可動弁体とは向きが逆向きをなす有底筒状に構成してあって、それぞれの筒壁において該固定弁体と可動弁体とが摺動可能に嵌合してあり、それら固定弁体と可動弁体との間に形成される内部の収容室に前記スプリングが収容してあることを特徴とする。
【００１２】
請求項３のものは、請求項２において、前記絞り孔は、前記可動弁体の筒壁及び／又は固定弁体の筒壁に設けてあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１３】
以上のように本発明は、定流量弁を、可動弁体と固定弁体及びそれらの重なり部の大小変化に伴って開口面積を変化させる絞り孔を備えて構成し、可動弁体に加わる１次側の流体の圧力による前進方向の力と、スプリングの弾発力に基づく後退方向の力とがバランスする位置に応じて絞り孔の開口面積を自動調節し、流体流量を定流量化するようになすとともに、固定弁体と可動弁体とを硬質部材で構成してそれらの一方又は両方に、可動弁体の一定量以上の前進移動を規制して絞り孔の最小開口面積を確保するストッパを設けたものである。
【００１４】
本発明の定流量弁にあっては、固定弁体，可動弁体及びスプリングの何れもが非エラストマーから成る硬質部材で構成してあるため、図６に示す従来の定流量弁のようにゴム硬度のばらつきによって定流量化作用がばらつくといった問題を生じず、精度高く定流量化作用を行うことができる。
また定流量化作用が経時的に劣化するといった問題も生じず、長期に亘り初期の且つ所望の定流量化作用を持続することができる。
また定流量化作用の良好なものを選別して使用するといった必要はないので、不良品の廃却等による歩留り低下を生じず、歩留り低下によって生産コストが高くなってしまうといった問題も生じない。
【００１５】
特に本発明の定流量弁は、１次側の流体の圧力が強く、可動弁体が一杯まで固定弁体側に前進した場合においても、ストッパの作用によって絞り孔の最小開口面積を確保するようになしてあるため、１次側の流体の圧力の高まりによって絞り孔が閉じてしまい、定流量弁の下流側即ち２次側で流体の流出が得られないといった不具合を生じない特長を有している。
【００１６】
またそのストッパ作用時においても、固定弁体及び可動弁体、更にストッパが硬質の部材からなっているため、最小開口面積がばらついたりすることもなく、最小開口面積を確実に設定した開口面積とすることができる利点を有する。
【００１７】
本発明においては、固定弁体と可動弁体とを互いに逆向きをなす有底筒状に構成して、それぞれの筒壁において固定弁体と可動弁体とを摺動可能に嵌合し、そしてそれら固定弁体と可動弁体との間に形成される内部の収容室に上記のスプリングを収容した形態で定流量弁を構成することができる（請求項２）。
【００１８】
この場合において上記の絞り孔は、可動弁体の筒壁と固定弁体の筒壁との何れか一方又は両方に設けておくことができる。
後者の場合において、その絞り孔は、可動弁体の筒壁と固定弁体の筒壁とにまたがって形成しておくこともできる（請求項３）。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態である定流量弁を管体に設置状態で示した断面図である。
【図２】図１の定流量弁を各部品に分解して示す斜視図である。
【図３】同実施形態における定流量弁の作用説明図である。
【図４】図３に続く作用説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態の図である。
【図６】従来の定流量弁の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は管体で内部に流路１２が形成されている。
図中１２Ａは、流路１２における１次側流路を表しており、１２Ｂは、管体１０に形成された段付部１４の下流側の２次側流路を表している。
【００２１】
１６は、管体１０内部の流路１２上に配置された定流量弁で、図２にも示しているように下流側に固定状態に配置された固定弁体１８と、上流側に配置された可動弁体２０と、それら固定弁体１８と可動弁体２０との間に介装された金属製の圧縮コイルスプリング（以下単にスプリングとする）２２とを有している。
この実施形態において、固定弁体１８と可動弁体２０とはそれぞれ硬質の樹脂（ここではＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド））で構成されている。
【００２２】
可動弁体２０は有底の円筒状をなしており、その筒壁２３には図中下端から上向きに延びるスリット状の切欠が周方向に９０°ごと４個所に設けられている。これら切欠は流体の流れを絞る絞り孔２４をなしている。
【００２３】
一方上底部２６には、その中心部に円形の貫通孔２８が設けられている。
この貫通孔２８は、流体が絞り孔２４を通過し絞られることで２次側の末端での流量が不足したときに、流体をこの貫通孔２８を通過し流通させることで末端での流路を多く確保するためのものであり、そのような必要がない場合にはこの貫通孔２８は省略しておくことができる。
【００２４】
本実施形態において、可動弁体２０の筒壁２３は絞り孔２４の部分を除いて全周に亘り同一の突出量で図中下向きに突出せしめられており、この例ではこの筒壁２３が、後述のストッパを兼ねている。
即ち可動弁体２０の一定量以上の図中下向きの前進移動を規制して、絞り孔２４の最小開口面積を確保するストッパを兼ねている。
【００２５】
一方固定弁体１８もまた有底の円筒状をなしており、下底部３４（図１参照）から筒壁３０が上向きに起立した形態をなしている。
これら固定弁体１８と可動弁体２０とは、固定弁体１８の筒壁３０に対し、可動弁体２０の筒壁２３を外嵌状態に且つ摺動可能に嵌合させる状態に組み付けられており、そしてその内部に形成される収容室３２（図１参照）に、上記のスプリング２２が収容保持されている。
【００２６】
スプリング２２は下端を固定弁体１８の下底部３４に、また上端を可動弁体２０の上底部２６にそれぞれ当接させ、可動弁体２０が図中下向きに前進移動したときに、弾性変形にて蓄えた弾発力を可動弁体２０に対して図中上向きの後退方向に作用させる。
尚、固定弁体１８には筒壁３０を取り囲む円環状のフランジ部が設けられており、このフランジ部が、可動弁体２０の筒壁２３即ちストッパを当接させる当接部３８を成している。
【００２７】
ここで当接部３８及び下底部３４は同じ肉厚で形成されており、そしてそれら下底部３４と当接部３８とが、管体１０における上記の段付部１４に着座せしめられている。
尚、固定弁体１８の下底部３４にはこれを板厚方向に貫通する形態で、流体の通過孔３６がその中心部に設けられている。
【００２８】
次に本実施形態の定流量弁１６の作用を説明する。
図１は、流路１２を流体が流れていないときの状態を表しており、この状態では可動弁体２０は図中の上昇端即ち後退端に位置している。
この状態で流路１２に流体の流れが生じると、可動弁体２０の上底部２６に対して図３中矢印で示す向きの、１次側の圧力が作用する（このとき上底部２６の上面が受圧面となる）。
その圧力によって、可動弁体２０はスプリング２２の弾発力に抗して図中下向きに前進移動し、そして可動弁体２０に加わる１次側の流体の圧力による前進方向の力と、スプリング２２の弾発力に基づく後退方向の力、詳しくはスプリング２２の弾発力と収容室３２に発生した水圧による後退方向の力とがバランスする位置で停止する。
これに伴って可動弁体２０と固定弁体１８のそれぞれの筒壁２３と３０との重なりが多くなって、可動弁体２０の筒壁２３に形成された絞り孔２４の開口面積が、図１に示す当初よりも小さくなる。
【００２９】
即ち、１次側流路１２を図中下向きに流通した流体は、可動弁体２０の筒壁２３の外面と管体１０の内面との間の環状の流路に回り込んだ後、絞り孔２４を内側に通過し、そして収容室３２を経由して、固定弁体１８の通過孔３６を通過して２次側流路１２Ｂへと流通する。
その際に絞り孔２４によって流体の流量が絞られるが、その絞り量は可動弁体２０に対して加わる１次側圧力の大小に応じて自動的に調節され、絞り孔２４を通過して流れる流体の流量が自動的に定流量化される。
【００３０】
より具体的には、１次側圧力が増大すれば可動弁体２０の上記のバランス位置が図中下方向に即ち前進方向に移行し（図３（II）参照）、また１次側圧力が減少すれば可動弁体２０の釣合い位置は図中上向きの後退方向に移行し（図３（Ｉ）参照）、これに応じて絞り孔２４の開口面積が自動的に調節されて、定流量弁１６を通過して流れる流体の流量が自動的に定流量化される。
【００３１】
ところで、可動弁体２０が１次側の流体の圧力の増大に応じて無制限に固定弁体３４側に前進移動してしまうと、絞り孔２４が完全閉鎖されてしまい、絞り孔２４を通じての流体の流れを確保することができなくなる（特に貫通孔２８が可動弁体２０に設けられていない場合）。
そうすると２次側の末端での最小流量を確保することができなくなってしまう不都合を生じる。
【００３２】
しかるにこの実施形態では可動弁体２０が一定量図中下向きに前進移動すると、図４に示しているように可動弁体２０の筒壁２３にて構成されたストッパが固定弁体１８の当接部１８に当って、更なる前進移動が規制され、これにより絞り孔２４の最小開口面積が確保される。
即ち絞り孔２４を通じての流体の所定量の流通が確保される。
従って１次側の圧力が上限まで高くなった場合であっても、定流量弁１６によって流体の流動停止が行われてしまうといったことはなく、２次側の末端において最小流量での流体の流出を確保することが可能となる。
【００３３】
以上のような本実施形態の定流量弁１６にあっては、固定弁体１８，可動弁体２０及びスプリング２２の何れもが非エラストマーから成る硬質部材で構成してあるため、図６に示す従来の定流量弁のようにゴム硬度のばらつきによって定流量化作用がばらつくといった問題を生じず、精度高く定流量化作用を行うことができる。
また定流量化作用が経時的に劣化するといった問題も生じず、長期に亘り初期の且つ所望の定流量化作用を持続することができる。
また定流量化作用の良好なものを選別して使用するといった必要はないので、不良品の廃却等による歩留り低下を生じず、歩留り低下によって生産コストが高くなってしまうといった問題も生じない。
【００３４】
特に本実施形態の定流量弁１６は、１次側の流体の圧力が強く、可動弁体２０が一杯まで固定弁体１８側に前進した場合においても、筒壁２３から成るストッパの当接部３８への当接作用によって、絞り孔２４の最小開口面積を確保するようになしてあるため、１次側の流体の圧力の高まりによって絞り孔２４が閉じてしまい、定流量弁１６の下流側即ち２次側で流体の流出が得られないといった不具合を生じない利点を有している。
【００３５】
またそのストッパ作用時においても、固定弁体１８及び可動弁体２０、更に当接部３８が硬質の部材からなっているため、最小開口面積がばらついたりすることもなく、最小開口面積を確実に設定した開口面積とすることができる利点を有する。
【００３６】
上記実施形態では、図２に示しているように絞り孔２４が可動弁体２０側、詳しくは可動弁体２０の筒壁２３側に形成され、またその形状も図中上下方向に同一幅で直線状に延びるスリット状の切欠形状とされているが、この絞り孔２４は他の様々な形態で形成することが可能である。
【００３７】
図５はその具体例を示している。
図５（Ａ）は、その絞り孔２４を、可動弁体２０側に且つ上側の細幅の切欠２４-１と下側の幅広の切欠２４-２とで段付形状に形成した例で、この場合には切欠２４-２が固定弁体１８の筒壁３０にて閉鎖される位置まで可動弁体２０が前進したところで、絞り孔２４による流れに対する絞りを急激にきつく（大きく）することができる。
【００３８】
図５（Ｂ）は、可動弁体２０の筒壁２３の側に図中上下方向に同一幅で直線状に延びるスリット状の切欠２４-３を、また固定弁体１８の筒壁３０の側に、これよりも幅広の切欠２４-４を設けて、それらにより絞り孔２４を構成した例で、この場合においても図５（Ａ）の場合とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００３９】
一方図５（Ｃ）の例は、（Ａ）の例と（Ｂ）の例を組み合せた形態で絞り孔２４を構成した例を示している。
その他本発明においては絞り孔２４の形態をそれ以外の他の様々な形態で構成することが可能である。
【００４０】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれらはあくまで一例示であり、本発明は上記のストッパを固定弁体１８の側に設けたり、或いは可動弁体２０と固定弁体１８の両方に設けたりすることも可能であるし、更にそのストッパを部分的に突出する形状で設けたりすることも可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１２  流路
１６  定流量弁
１８  固定弁体
２０  可動弁体
２２  圧縮コイルスプリング
２３  筒壁（ストッパ）
３０  筒壁
２４  絞り孔
３２  収容室
３８  当接部
【図１】
2010255668.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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